激光熔覆再制造技術(shù)的介紹，它的應(yīng)用有哪些

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)零部件工作的環(huán)境也越來(lái)越趨于復(fù)雜化，表面性能的要求越來(lái)越高，因此零件報(bào)廢率大大增多。通常因?yàn)楸砻媸Ф鴪?bào)廢的零件有：轉(zhuǎn)子葉片、軸類零件、齒輪類零件、模具等。

在零部件整體性能滿足工況的條件下僅是表面損傷的零部件都是可以修復(fù)。如果能對(duì)因誤加工或服役損傷而致使報(bào)廢的零件進(jìn)行修復(fù)，不僅能夠挽回巨大的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失，還可以提高資源的利用率，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

目前零部件修復(fù)的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空涂層法、鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）和等離子體熔覆修復(fù)等方法 。激光熔覆是根據(jù)工件的工況要求，熔覆各種設(shè)計(jì)成分的金屬或者非金屬，制備耐熱、耐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、磁特性的表面覆層。激光熔覆是一種快速冷卻的過(guò)程，熔覆過(guò)程中對(duì)修復(fù)工件的熱輸入量少，熱影響區(qū)小，熔覆層組織細(xì)小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等，因此使用激光熔覆的方法來(lái)修復(fù)轉(zhuǎn)子等零部件比其它的方法具有更大的優(yōu)勢(shì)。激光熔覆技術(shù)解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱加工過(guò)程中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術(shù)難題，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)電鍍、噴涂等冷加工過(guò)程中覆層與基體結(jié)合強(qiáng)度差的矛盾，這就為表面修復(fù)提供了一個(gè)很好的途徑。

工藝簡(jiǎn)介

針對(duì)磨損，腐蝕，蠕變，疲勞，斷裂失效的機(jī)械零部件，采用激光熔覆技術(shù)，將合金粉末同步送入熔池，快速凝固形成具有特殊性能的熔覆層。熔覆層無(wú)氣孔和裂紋缺陷，硬度范圍20～60HRc，滿足各種工況條件及使用性能要求。適合各類復(fù)雜形狀大型零件熔覆／再制造，恢復(fù)失效零件尺寸和性能，升級(jí)表面性能，延長(zhǎng)使用壽命

工藝特點(diǎn)

1、低熱量輸入，熱影響區(qū)小，變形小，只需少量機(jī)加工；

2、減少合金材料損失；

3、稀釋率小于1％，可保持熔覆層特定性能；

4、柔性化、自動(dòng)化，加工周期短，成本低，性能可優(yōu)于新品；

5、與基體冶金結(jié)合，具有高的結(jié)合強(qiáng)度；

6、使用特殊合金粉末，熔覆層可具有耐磨、耐腐蝕、耐疲勞等特性；

7、熔覆層組織具有完整細(xì)粒度結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的強(qiáng)度和韌性。

激光熔覆應(yīng)用分析

轉(zhuǎn)子葉片的修復(fù)

轉(zhuǎn)子葉片又稱動(dòng)葉，是隨同轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的葉片，通過(guò)葉片的高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)氣流與轉(zhuǎn)子間的能量轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)子葉片承受很大的質(zhì)量慣性力、較大的氣動(dòng)力和振動(dòng)載荷，還要承受環(huán)境介質(zhì)的腐蝕與氧化，以及高速運(yùn)行微小粒子的沖蝕，但加工比較困難，渦輪轉(zhuǎn)子葉片還要在高溫狀態(tài)下工作。轉(zhuǎn)子葉片是直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能、可靠性和壽命的關(guān)鍵零件，并且其工作條件十分惡劣容易損壞，所以對(duì)材料性能的要求也大大的提高，同時(shí)提高了材料的經(jīng)濟(jì)成本，也為其做修復(fù)帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)。激光熔覆工藝在轉(zhuǎn)子葉片上的應(yīng)用已經(jīng)的到了很好的研究，這也為其在修復(fù)方面的應(yīng)用提供了有利的前提。

軸類零件的修復(fù)

通常軸類零件主要失效的原因有軸變形、軸斷裂、軸表面失效。研究表明，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、各種傳動(dòng)軸等軸類零件的破壞主要是以磨損為主的。其中軸變形、軸斷裂是不可以修復(fù)的，而以磨損為主的表面失效是可以修復(fù)的。采用大功率激光熔覆修復(fù)技術(shù)，可在軸類零件表面失效的部分，激光熔覆一層鐵基合金材料，使得熔覆合金層的零件表面有良好的機(jī)械性能，將報(bào)廢的零件再次使用。

模具類的修復(fù)

模具在鑄造成型和塑料成型加工中起著重要作用，其制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，加工成本高。因此，對(duì)失效模具進(jìn)行修復(fù)再利用，無(wú)疑有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益。模具使用壽命取決于抗磨損和抗機(jī)械損傷能力，一旦磨損過(guò)度或機(jī)械損傷，須經(jīng)修復(fù)才能恢復(fù)使用。激光熔覆已成為修復(fù)模具的研究熱點(diǎn)，備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。

激光熔覆實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的表面磨損進(jìn)行修復(fù)的方法可以歸結(jié)為：用高功率激光束以恒定功率P 與熱粉流同時(shí)入射到模具表面上，一部分入射光被反射，一部分光被吸收，瞬時(shí)被吸收的能量超過(guò)臨界值后，金屬熔化產(chǎn)生熔池，然后快速凝固形成冶金結(jié)合的覆層。激光束根據(jù)CAD二次開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序給定的路線，來(lái)回掃描逐線逐層地修復(fù)模具。特別是經(jīng)過(guò)修復(fù)后的模具幾乎不需再加工。

應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用于電力（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、葉片）、礦山（齒輪、鉆頭、液壓桿）、機(jī)械（軸類、齒輪）、石化（渦輪盤、轉(zhuǎn)子、推油桿）、船舶（曲軸、發(fā)動(dòng)葉片、凸輪軸）、機(jī)車（軸、汽輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)向架、活塞）、模具（沖壓模、鍛模、壓鑄模）等行業(yè)失效零件，再制造產(chǎn)品質(zhì)量可靠，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。

文中提到的超高速激光熔覆技術(shù)，還要分為外壁激光熔覆技術(shù)以及內(nèi)壁激光熔覆技術(shù)。

超高速激光熔覆主要用于軸類、盤類等零件表面耐蝕、耐磨或其他特殊性能涂層的快速制備，如油缸、立柱、軋輥、主軸、剎車片等，在煤機(jī)、交通、煉鋼、海洋平臺(tái)、鉆采、重型機(jī)械等多個(gè)行業(yè)均有大量應(yīng)用需求。不僅用于新零件的制造，也可用于在役零件的表面維修與在制造。

內(nèi)壁激光熔覆主要用于零件內(nèi)孔、內(nèi)壁的耐磨、耐蝕涂層制備或快速激光修復(fù)。通過(guò)配備不同的光學(xué)系統(tǒng)，也可以45°傾斜入射激光與粉末方式實(shí)現(xiàn)管件端部盲孔的加工；或是通過(guò)配備電機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)壁光頭的旋轉(zhuǎn)，用于重型零件或不易旋轉(zhuǎn)零件的立式熔覆加工；同時(shí)也可用于零件狹窄受限位置的激光修復(fù)與焊接。在煤機(jī)、鉆探、能源、重型機(jī)械、航空航天等諸多工業(yè)領(lǐng)域都有巨大應(yīng)用需求。

針對(duì)企業(yè)的多樣化加工需求，通常激光加工系統(tǒng)需定制化，并兼顧產(chǎn)品的功能性以及投入成本。亞琛聯(lián)合科技基于多年的硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，制定最優(yōu)裝備制造方案，提供核心部件、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、應(yīng)用軟件等的合理組合與升級(jí)空間，同時(shí)提供配套激光加工工藝的驗(yàn)證服務(wù)。包括小型、超大型、單項(xiàng)功能、多功能復(fù)合型裝備的研制。

除在公司為客戶提供產(chǎn)品的批量激光加工服務(wù)，還可以為客戶提供現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)線生產(chǎn)加工服務(wù)，提供材料、加工、性能評(píng)估、前后工序銜接等全生產(chǎn)鏈的技術(shù)支持，無(wú)需客戶進(jìn)行高額的設(shè)備投入或聘用專業(yè)人員。